《基礎(chǔ)化學(xué)》課件-第四章

第四章4.1.1理想氣體狀態(tài)方程氣體與分散系統(tǒng)生產(chǎn)生活中常見氣體氫氣二氧化碳氧氣水蒸氣理想化模型抓住主要矛盾進(jìn)行簡化處理；為實物的研究提供類比標(biāo)準(zhǔn)。理想氣體的微觀模型理想氣體忽略氣體分子的自身體積，將分子看成是有質(zhì)量的幾何點；假設(shè)分子間沒有相互吸引和排斥，即不計分子勢能；分子與器壁之間發(fā)生的碰撞是完全彈性的，不造成動能損失。理想氣體的微觀模型理想氣體氣體分子之間作用力可以忽略，分子本身的大小可以忽略的氣體。高溫低壓條件下的氣體近似看作理想氣體服從理想氣體狀態(tài)方程的氣體理想氣體狀態(tài)方程p、V、T波義耳英國(1627～1691)查理法國（1746～1823年）阿伏伽德羅意大利（1776～1856）氣體p、V、T之間的關(guān)系理想氣體狀態(tài)方程式：描述理想氣體處于平衡態(tài)時壓力、體積、物質(zhì)的量和溫度之間關(guān)系的一個數(shù)學(xué)方程。壓力，Pa體積，m3pV=nRT物質(zhì)的量，mol摩爾氣體常數(shù)，R=8.314J·mol·K-1熱力學(xué)溫度，K理想氣體狀態(tài)方程在實際工作中的應(yīng)用式中：m——氣體的質(zhì)量，g；

M——氣體的摩爾質(zhì)量，g·mol-1。；理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用：式中：

ρ

——氣體的密度，g·mL-1；理想氣體狀態(tài)方程理想氣體模型宏觀行為只需討論以氣體物質(zhì)的變化為例；將氣體看做理想氣體來簡化問題。整個反應(yīng)系統(tǒng)就相當(dāng)于理想氣體的混合物。理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律對于整個理想氣體混合物在溫度和體積相同情況下，混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓力之和，稱作道爾頓分壓定律?！罓栴D英國化學(xué)家道爾頓或理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律道爾頓分壓定律：混合物中任一組分單獨存在于相同溫度、體積條件下產(chǎn)生的壓力B組分的分壓沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時各組分氣體符合理想氣體狀態(tài)方程理想氣體混合物的兩個定律--分壓定律對于任一組分氣體B，其分壓力為：或代入總壓表達(dá)式得：可得：即：道爾頓分壓定律：任一組分B在整個系統(tǒng)中所占的摩爾分?jǐn)?shù)所有組分的摩爾分?jǐn)?shù)之和為1混合氣體中任一組分的分壓等于該組分的摩爾分?jǐn)?shù)與總壓的乘積。理想氣體混合物等溫、等體積等溫、等壓符合道爾頓分壓定律理想氣體混合物等溫、等體積等溫、等壓總體積等于各組分氣體的分體積之和（阿瑪格分體積定律）符合道爾頓分壓定律理想氣體混合物的兩個定律--分體積定律或阿瑪格分體積定律：混合物中任一組分單獨存在于相同溫度、壓力條件下產(chǎn)生的體積B組分的分壓理想氣體混合物的兩個定律--分體積定律對于任一組分氣體B，其分體積為：或代入總體積表達(dá)式得：可得：即：阿瑪格分體積定律：任一組分B在整個系統(tǒng)中所占的摩爾分?jǐn)?shù)混合氣體中任一組分的分體積等于該組分的摩爾分?jǐn)?shù)與總體積的乘積。比較定律公式相同點不同點道爾頓分壓定律一、適用于理想氣體混合物；二、沒有特殊說明可以將所有氣體看作理想氣體做近似處理；三、可以近似求算實際氣體的摩爾分?jǐn)?shù)、分壓和分體積；四、yB均表示任一組分B的物質(zhì)的量在整個系統(tǒng)中所占分?jǐn)?shù)。適用于等溫、等體積情況阿瑪格分體積定律適用于等溫、等壓力情況即體積分?jǐn)?shù)等于壓力分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)。比較定律公式相同點不同點道爾頓分壓定律一、適用于理想氣體混合物；二、沒有特殊說明可以將所有氣體看作理想氣體做近似處理；三、可以近似求算實際氣體的摩爾分?jǐn)?shù)、分壓和分體積；四、yB均表示任一組分B的物質(zhì)的量在整個系統(tǒng)中所占分?jǐn)?shù)。適用于等溫、等體積情況阿瑪格分體積定律適用于等溫、等壓力情況即體積分?jǐn)?shù)等于壓力分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)。小結(jié)我們在桑拿房久待就會感覺胸悶氣短，這是什么原因呢？理想氣體性質(zhì)理想氣體混合物性質(zhì)4.1.2真實氣體理想氣體及理想氣體狀態(tài)方程引言理想氣體方程理想氣體忽略了分子本身的體積和分子間的相互作用。真實氣體真實情況下的真實氣體我們又該如何處理呢？真實氣體理想氣體狀態(tài)方程高溫、低壓其他情況范德華修正了理想氣體狀態(tài)方程；提出了范德華氣體狀態(tài)方程。針對真實氣體與理想氣體產(chǎn)生偏差的兩個主要原因；1910年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者范德華氣體方程p：測量壓力V：容器體積T：氣體溫度n：氣體的物質(zhì)的量a：與氣體分子間吸引力有關(guān)的物理常數(shù)b：與氣體分子體積有關(guān)的物理常數(shù)真實氣體狀態(tài)方程：范德華方程式a、b：與氣體種類有關(guān)的物理常數(shù)統(tǒng)稱為范德華常數(shù)范德華氣體方程實際測得的壓力＜按理想氣體推測出的壓力范德華方程的特點：考慮了被理想氣體模型所忽略的氣體分子自身大小和分子之間的相互作用力。修正壓力項考慮分子間作用力對壓力的影響范德華氣體方程實際測得的壓力＜按理想氣體推測出的壓力真實氣體：必須在實測壓力的基礎(chǔ)上加上由于分子間作用力而減小的壓力。修正體積項真實氣體中實際運動的體積應(yīng)該是總體積扣除分子本身具有的體積。范德華氣體方程氣體a(m2·atm·mol)106b(m3·mol)10-6H20.2427.0He0.0424.0N21.3839.0O21.3532.0H2O5.4530.0CO23.5843.0幾種常見氣體的范德華常數(shù)a=0，b=0對于理想氣體：范德華氣體方程處在低壓、高溫條件下的某種真實氣體：分子間的距離很大分子之間的相互作用微乎其微分子間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子本身氣體本身的體積影響也可忽略范德華氣體方程處在低壓、高溫條件下的某種真實氣體：范德華氣體方程處在高壓、低溫條件下的某種真實氣體：增大壓力；降低溫度；氣體分子間的距離減??；分子間相互作用和分子本身的體積不能忽略；10.0molC2H6氣體在300K充入4.86×10－3m3的容器中，測得其壓力為3.445MPa。分別用（1）理氣狀態(tài)方程（2）范德華方程計算容器內(nèi)氣體的壓力（已知a=0.5562Pa·m3/mol2;b=6.380×10－3m3/mol）。例：課堂練習(xí)10.0molC2H6氣體在300K充入4.86×10－3m3的容器中，測得其壓力為3.445MPa。分別用（1）理氣狀態(tài)方程（2）范德華方程計算容器內(nèi)氣體的壓力（已知a=0.5562Pa·m3/mol2;b=6.380×10－3m3/mol）。例：(1)=10.0×8.314×300/(4.86×10－3)=5.13MPa

(2)MPa實測壓力為3.445MPa結(jié)論對于中壓范圍的氣體范德華方程計算結(jié)果更準(zhǔn)確。范德華氣體方程應(yīng)用范德華方程在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用安全生產(chǎn)——幫助企業(yè)了解氣體的性質(zhì)，采取有效措施防止事故發(fā)生。環(huán)保領(lǐng)域——用于精確評估氣體的排放量和環(huán)境影響，為環(huán)保政策制定提供科學(xué)依據(jù)。計算化工生產(chǎn)載氣、冷凝氣等氣體的體積、溫度和壓強(qiáng)等參數(shù)，為工程設(shè)計提供理論依據(jù)。范德華方程在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用安全生產(chǎn)——幫助企業(yè)了解氣體的性質(zhì)，采取有效措施防止事故發(fā)生。環(huán)保領(lǐng)域——用于精確評估氣體的排放量和環(huán)境影響，為環(huán)保政策制定提供科學(xué)依據(jù)。計算化工生產(chǎn)載氣、冷凝氣等氣體的體積、溫度和壓強(qiáng)等參數(shù)，為工程設(shè)計提供理論依據(jù)。4.2溶液及組成表示方法引言氧氣稀有氣體氮氣二氧化碳大約占空氣總體積的78.1%……空氣分散在氮氣中形成的氣體混合物空氣引言氯化鈉注射液鋼材空氣引言什么是溶液？溶液溶液：由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合形成的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)。固態(tài)溶液氣態(tài)溶液液態(tài)溶液根據(jù)溶液的聚集狀態(tài)分類空氣鋼氯化鈉注射液溶液溶液：由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合形成的均勻穩(wěn)定的分散系統(tǒng)。液態(tài)溶液根據(jù)溶液的聚集狀態(tài)分類水溶液非水溶液氯化鈉注射液苯溶液、乙醇溶液A：溶劑B：溶質(zhì)空氣溶液組成的常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的量濃度摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量摩爾濃度表示方法質(zhì)量分?jǐn)?shù)例如：10g90g水100g溶液定義：系統(tǒng)中溶質(zhì)的質(zhì)量（）與溶液質(zhì)量（）之比，稱為組分B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用表示。物質(zhì)的量濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量摩爾濃度物質(zhì)的量：符號為n，單位為mol。1mol為精確包含阿伏伽德羅常數(shù)個原子或分子等基本單元的系統(tǒng)的物質(zhì)的量。1mol的任何物質(zhì)所含有的該物質(zhì)的微粒數(shù)與阿伏伽德羅常數(shù)相等。物質(zhì)的量nB含有B物質(zhì)的基本單元數(shù)為NA=6.022×1023個。例如：表示為同一個溶液溶液本身沒有變化n(HSO)

=1mol24

n(HSO)

=2mol24物質(zhì)的量nB含有B物質(zhì)的基本單元數(shù)為NA=6.022×1023個。用來計數(shù)的粒子形式不同單位體積內(nèi)粒子的數(shù)目不一樣物質(zhì)的量不一樣例如：物質(zhì)的量濃度定義：單位體積（V）的溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB），稱為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，簡稱B的濃度。符號表示：cB單

位：mol·L-1定義：物質(zhì)B的物質(zhì)的量與系統(tǒng)總物質(zhì)的量之比，也稱為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。符號表示：

xB/yB

摩爾分?jǐn)?shù)：溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)xA+xB=1質(zhì)量摩爾濃度定義：溶液中溶質(zhì)B的物質(zhì)的量nB與溶劑A的質(zhì)量m之比，稱為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度。符號表示：bB單

位：mol·kg-1溶劑的質(zhì)量單位是千克（kg）質(zhì)量摩爾濃度符號表示：bB單

位：mol·kg-1溶劑的質(zhì)量單位是千克（kg）常用的溶液組成的表示方法小結(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的量濃度摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量摩爾濃度30g乙醇(B)溶于50g四氯化碳(A)中形成溶液，其密度為ρ=1.28×103kg/m3，試用質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量摩爾濃度來表示該溶液的組成。課后練習(xí)4.3.1溶液的蒸汽壓下降溶液的蒸汽壓下降生活中的現(xiàn)象：一、為什么在高原上煮飯不容易熟？二、為什么要在結(jié)冰的路面上撒鹽？三、為什么輸液時通常將藥物溶解在0.9%的生理鹽水或5%葡萄糖溶液中？溶液性質(zhì)的影響因素溶液的性質(zhì)一、溶液性質(zhì)與溶質(zhì)本性有關(guān)顏色、體積、氧化還原性、酸堿性、導(dǎo)電性及表面張力等顏色導(dǎo)電性表面張力溶液的性質(zhì)二、溶液性質(zhì)與溶質(zhì)本性無關(guān)蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低、和滲透壓等僅決定于溶液中溶質(zhì)粒子的數(shù)目稀溶液的依數(shù)性：在稀溶液中只與溶質(zhì)的數(shù)目有關(guān)而與溶質(zhì)本性無關(guān)的性質(zhì)。稀溶液的通性溶液的性質(zhì)測定難揮發(fā)性溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量；臨床補液；討論體內(nèi)電解質(zhì)代謝問題。溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降水的蒸發(fā)在一定溫度下將盛有水的燒杯置于一個空的密閉容器中，液體內(nèi)的一部分動能較高的分子，可克服液體內(nèi)部的吸引力，而離開液面，形成氣相的過程。溶液的蒸氣壓下降水蒸氣的凝結(jié)氣相中的蒸氣分子碰撞到液面，被吸引到液相中去的過程。溶液的蒸氣壓下降飽和蒸汽壓由液面蒸發(fā)的分子數(shù)由氣相回到液體中的分子數(shù)溶液的蒸氣壓下降一定溫度下，密閉容器中液相和它的氣相達(dá)到平衡狀態(tài)時，蒸氣所具有的分壓，簡稱蒸氣壓。飽和蒸汽壓符號表示：P單位：Pa或kPa蒸氣壓的大小由什么決定？影響蒸氣壓的因素——物質(zhì)的本性相同溫度下，不同的液體具有不同的飽和蒸氣壓。沸點越高分子間引力愈大蒸氣壓越小影響蒸氣壓的因素——物質(zhì)的本性固體有沒有蒸汽壓？有，一般很小易升華的固體會顯示出明顯的蒸汽壓，如碘單質(zhì)。H2O在不同溫度下的蒸氣壓T

(℃

)T

(K

)p

(kPa)02730.6106202932.33854031312.33368034347.3426100373101.3247150423476.0262結(jié)論：飽和蒸氣壓僅與液體的本質(zhì)和溫度有關(guān)。蒸氣壓下降如果在上述的純?nèi)軇┲屑尤肴苜|(zhì)配成溶液，會發(fā)生怎么樣的變化呢？純?nèi)軇┓肿右绯鱿∪芤褐腥軇┓肿右绯鋈芤旱恼魵鈮合陆嫡魵鈮合陆嫡魵鈮合陆到Y(jié)論：在一定溫度下達(dá)到平衡時，含有難揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液，其蒸氣壓總是低于同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮?。溶劑及稀溶液的蒸汽壓示意圖溶液的蒸氣壓下降溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多。難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降與溶液濃度的關(guān)系。拉烏爾定律拉烏爾Raoult定律①第一表達(dá)式：pA

=

pA*

xApA*：純?nèi)軇┱魵鈮簆A

：溶液的蒸氣壓xA

：溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)xA

＜1，故pA＜pA*∵

xA+

xB

=1pA

=

pA*

xA∴

pA*=

pA*（1-

xB）

Δp

=pA

-

pA*=po-po（1-

xB）=

poxB∴

Δp

=

pA*xB②第二表達(dá)式：計算溶液蒸氣壓的下降值設(shè)：xB為溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)溶液的濃度越大，蒸汽壓下降的越多Raoult定律BAA A AnBnBnB

nB

MAm /

M

mx

nA

nB nBb質(zhì)量摩爾濃度為：Δp

=

poxB

=

pobB·MA令

poM

A=

K故

xB=

bB·M③第三表達(dá)式Raoult定律僅適合于稀溶液

nA>>nB，

nA+nB≈

nA

mnB

Δp

=

K

bBK：溶劑的蒸汽壓下降常數(shù)Raoult定律①第一表達(dá)式p

=

poxAΔp

=

poxBΔp

=

K

bB②第二表達(dá)式③第三表達(dá)式Raoult定律在一定溫度下，難揮發(fā)性非電解質(zhì)稀溶液增加下降與溶質(zhì)的質(zhì)量末濃度成正比關(guān)系，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。.4.3.2沸點升高和凝固點降低沸點升高和凝固點降低高原煮飯結(jié)冰路面撒鹽溶液的沸點升高任何溫度下處于液體表面的分子都會蒸發(fā)沸點當(dāng)液體沸騰時，其蒸汽壓與外部壓力（通常為101.3kPa）相等，這時的溫度就稱為液體的沸點。溫度≥液體沸點液體內(nèi)部形成氣泡開始沸騰內(nèi)部分子從液相中溢出變?yōu)檎羝芤旱姆悬c升高沸點當(dāng)液體沸騰時，其蒸汽壓與外部壓力（通常為101.3千帕）相等，這時的溫度就稱為液體的沸點。溫度/℃020406080100120蒸氣壓/kPa0.612.337.3719.9247.34101.33202.65不同溫度下水的蒸氣壓溶液的沸點升高沸騰的特征溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Tb*/(K)373.15337.66351.48329.3334.35353.1349.87一、純物質(zhì)有確定的沸點。水的沸點：100℃，乙醇的沸點：78.4℃，苯的沸點：80.1℃二、溶液的沸點是指溶液剛開始沸騰的溫度。當(dāng)溶液中加入少量的難揮發(fā)非電解質(zhì)之后，溶液的沸點會發(fā)生什么變化呢？同一溫度下，溶液的蒸汽壓總是要低于純?nèi)軇┑恼羝麎?。溶液的沸點總是比純?nèi)軇┑姆悬c高。稀溶液沸點升高示意圖蒸氣壓P/PaPc

Tb溫度T/KAB純?nèi)軇┤芤喝芤旱姆悬c升高ΔTb=Tb－Tb*=KbbB溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Kb/(K·kgmol)0.520.831.191.733.852.605.02溶液的沸點升高與蒸汽壓下降有關(guān)根據(jù)拉烏爾定律得：溶液的沸點升高與溶液的質(zhì)量摩爾濃度呈正比關(guān)系。溶劑沸點升高常數(shù)，K·kg·mol-1溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度，kg·mol-1高原煮飯不易煮熟溶液的沸點升高高原地區(qū)海拔高，氣壓低，水的沸點較低加熱不到100攝氏度時水就開始沸騰高壓鍋煮食物溶液的沸點升高水蒸氣不易外泄；水不斷的汽化成水蒸氣；鍋內(nèi)氣壓增大，鍋內(nèi)水的沸點升高。食物容易煮熟溶液的凝固點凝固點：在一定外壓下物質(zhì)的液固兩相平衡共存時的溫度。蒸氣壓相等溫度/℃-60-40-200204060100水的蒸氣壓/Pa6112388737619916101325冰的蒸氣壓/Pa1.0812.84103.26611水的凝固點溶液的凝固點降低溶液的凝固點降低純?nèi)軇┲屑尤敕请娊赓|(zhì)溶質(zhì)；凝固時僅是溶劑析出；需要進(jìn)一步降低溫度；溶劑不斷析出至溶液達(dá)到飽和；最終全部凝結(jié)成固體。共晶混合物溶液的凝固點降低蒸氣壓P/PaP*

Tf溫度T/KAB純?nèi)軇┤芤篜純固體圖2-4稀溶液凝固點降低示意圖結(jié)論：溶液的凝固點比溶劑低。溶液的凝固點降低蒸氣壓P/PaP*

Tf溫度T/KAB純?nèi)軇┤芤篜純固體圖2-4稀溶液凝固點降低示意圖純固體、純?nèi)軇┖腿芤旱恼魵鈮呵€圖ΔTf

=Tf*－Tf

=Kf

bB溶劑水甲醇乙醇丙酮氯仿苯四氯化碳Kb/(K·kgmol)0.520.831.191.733.852.605.02凝固點降低值與溶液的蒸汽壓成正比，而蒸汽壓又與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。根據(jù)拉烏爾定律得：溶液的凝固點降低與其質(zhì)量摩爾濃度成正比關(guān)系。溶液凝固點降低常數(shù)，K·kg·mol-1溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度，kg·mol-1溶液的凝固點降低拋灑無機(jī)鹽溶解冰雪溶液的凝固點降低氯化鈉和冰的混合物，溫度降到-22℃。氯化鈣和冰的混合物，溫度降到-55℃。氯化鈉固體顆粒，溶液的冰點下降。沸點升高和凝固點降低原理應(yīng)用實例ΔTf=Tf

-Tf=Kf·bB×Am

mB

/

MBbB

=相對分子質(zhì)量Mr的測定沸點升高法：ΔTb

→

Mr凝固點降低法：ΔTf

→

Mr測定方法：BM

K

f

mBΔTfb×mA＝沸點升高和凝固點降低原理應(yīng)用實例汽車水箱中加入防凍液冬天防止水箱中的水結(jié)冰夏天防止水箱開鍋溶液的沸點升高和凝固點降低的原理及應(yīng)用4.4單組分系統(tǒng)的相圖單組分系統(tǒng)的相圖單組分的物態(tài)方程（卡拉佩龍方程）從熱力學(xué)的角度研究相平衡，可以判斷單組分系統(tǒng)兩相平衡時溫度和壓力的關(guān)系。引言相圖：用來描述多相系統(tǒng)的狀態(tài)如何隨溫度、壓力、組成等強(qiáng)度性質(zhì)變化而變化，并用幾何圖形來表示這種狀態(tài)的變化的圖。單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K純組分氣固液溫度和壓力之間存在一定的函數(shù)關(guān)系克拉佩龍方程單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/K純組分氣固液溫度和壓力之間存在一定的函數(shù)關(guān)系克拉佩龍方程單組分系統(tǒng)相圖p/Pas0lgT/KC=

1f

=

C

－P＋2

=

3

－P單相兩相三相平衡共存P=1，f=2，雙變量系統(tǒng)，相面；P=2

，f=1

，單變量系統(tǒng)，相線；P=3

，f=0

，無變量，相點。水的相圖分析水的相圖分析相圖分析的內(nèi)容說明相圖中各相區(qū)、相線、相點的物理意義；討論外界條件的改變對相平衡系統(tǒng)的影響。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析OA線水和水蒸氣的兩相平衡線，即水的飽和蒸氣壓曲線。OA斜率＞0水的蒸氣壓隨溫度升高而增大。（水的沸點隨外壓增大而升高）OA線右端終止于水的臨界點。（Tc=647.4K，pc=2.21×104kPa）′′單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′超臨界流體：當(dāng)溫度和壓力高于臨界點時，氣液界面消失。超臨界流體萃取技術(shù)如：從許多藥用植物中高質(zhì)量提取有效藥物成分，操作條件靈活且易調(diào)節(jié)，幾乎沒有有機(jī)溶劑的殘留。溫度低于凝固點溫度，但仍然沒有結(jié)冰。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′過冷水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線。OD線′亞穩(wěn)狀態(tài)單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′OB線′冰和水蒸氣的兩相平衡線，即冰的升華（蒸氣壓）曲線。OB線斜率＞0，且＞OA線斜率′′冷凍干燥技術(shù)分離提純手段冷凍式干燥機(jī)可以除去壓縮空氣中的水分，確保藥物的純度和穩(wěn)定性。單組分系統(tǒng)相圖一、相線分析′OC線′冰和水的兩相平衝線，即冰的熔點曲線。OC線斜率＜0壓力增大水的凝固點降低單組分系統(tǒng)相圖二、相區(qū)分析′氣相區(qū)（AOB）′液相區(qū)（AOC）′固相區(qū)（COB）′在三個區(qū)域的一定范圍內(nèi)，任意改變溫度或壓力，不會引起相變化。三、相點分析′單組分系統(tǒng)相圖O點：水的三相平衡共存，溫度為273.16K?！潼S子卿中國物理化學(xué)的奠基人之一；中國物理化學(xué)的一代宗師?！鋯谓M分系統(tǒng)相圖O點：水的三相平衡共存，溫度為273.16K?！潼S子卿中國物理化學(xué)的奠基人之一；中國物理化學(xué)的一代宗師。三相點物質(zhì)自身的特性，不受外界條件的影響。冰點在大氣壓力下水、冰、水蒸氣三相共存時的溫度。冰點在大氣壓力下水、冰、水蒸氣三相共存時的溫度。常壓情況下水的凝固點是273.15K；凝固點比水的三相點要低0.01K；單組分系統(tǒng)相圖三、相點分析′系統(tǒng)點：相圖中的任一點代表系統(tǒng)的一個狀態(tài)。當(dāng)外界條件改變時，對系統(tǒng)相變化的影響。q點→在一定壓力和溫度下的水蒸氣。p點→水和水蒸氣兩相半衡點。f點→一定溫度和壓力下的水。物理化學(xué)參數(shù)在很多實際生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要的指導(dǎo)意義。單組分系統(tǒng)相圖溫度壓力對系統(tǒng)相變化的影響遇到相似問題時勤動腦多思考；建立良好的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。4.5溶液的表面吸附表面張力與吸附作用溶液的表面吸附通過實驗發(fā)現(xiàn)在水溶液中，表面張力隨組成的變化有三種類型。溶液的表面張力不僅與溫度壓力有關(guān)，還與溶質(zhì)的種類及其濃度有關(guān)。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關(guān)系I

：Ⅱ

：短鏈醇、醛、酮、酸和胺等有機(jī)物；無機(jī)鹽、非揮發(fā)性的酸或堿及蔗糖、甘露醇等多羥基有機(jī)物；Ⅲ

：碳原子數(shù)為八個以上的直長鏈有機(jī)酸堿金屬鹽、磺酸鹽、硫酸鹽和苯磺酸鹽等。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關(guān)系第Ⅲ類物質(zhì)分子中的非極性基團(tuán)＞第Ⅱ類C12H25OSO3:Na溶于水后極性的親水基團(tuán)硫酸根離子“-OSO3-”與水發(fā)生強(qiáng)烈的水合作用；“C12H25-”烷基鏈為非極性基團(tuán)，與水之間僅有范德華力存在，而水分子間的作用力用很大，從而將碳?xì)滏湶糠众s出水相。溶液的表面張力溶液表面張力與濃度的關(guān)系兩親特性使溶質(zhì)分子集中到兩相界面上的趨勢增加。只需少量這樣的物質(zhì)，溶液的表面張力就會顯著降低，這類物質(zhì)稱為表面活性劑。加入的溶質(zhì)能降低溶液的表面張力溶質(zhì)在表面相濃度高于液相內(nèi)部加入的溶質(zhì)使溶液的表面張力升高溶質(zhì)在表面相濃度低于其在液相內(nèi)部的濃度溶液的表面吸附溶液表面層與液相內(nèi)部的組成不同的現(xiàn)象稱為在溶液的表面吸附。吉布斯吸附等溫式：吉布斯吸附等溫式吉布斯c：溶液中溶質(zhì)的濃度σ：溶液的表面張力Γ：單位面積表面相中吸附溶質(zhì)的過剩量，也叫表面過剩量。吉布斯吸附等溫式溶液的表面張力隨著溶質(zhì)的加入而降低，Γ為正值，是正吸附。溶質(zhì)在表面層中的溶質(zhì)濃度高于體相。溶液的表面張力隨著溶質(zhì)的加入而升高，Γ為負(fù)值，是負(fù)吸附。表面層中溶質(zhì)濃度低于體相中溶質(zhì)的濃度。例如：表面惰性物質(zhì)例如：表面活性劑表面活性劑這種定向排列使水表面上不飽和的立場得到某種程度上的平衡，從而降低了表面張力。不對稱性兩親特性表面活性物質(zhì)分類類別實例離子型表面活性劑（表面活性劑溶于水時，能電離生成離子）陰離子型羧酸鹽RCOOM+，硫酸酯鹽ROSO3M+磺酸鹽RSOM+，磷酸酯鹽ROPOM+陽離子型伯胺鹽RNHX，季胺鹽RN+(CH3)3X吡啶鹽兩性型氨基酸型RN+CH2CH2COO甜菜堿型RN+（CH3）2CH2COO非離子型表面活性劑（在水中不電離）聚氧乙烯醚RO(CH2CH2O)nH聚氧乙烯酯RCOO(CH2CH2O)nH多元醇酯型RCOOCH2C(CH2CH2O)3表面活性物質(zhì)的HLB值表面活性物質(zhì)的親水性和親油性是一種重要依據(jù)。HLB值越小，其親水性越弱，親油性越強(qiáng)。親水親油平衡值HLB表示表面活性物質(zhì)的親水性和親油性的相對強(qiáng)弱。表面活性物質(zhì)的HLB值是個相對值表面活性物質(zhì)的HLB值其它表面活性物質(zhì)的HLB值可用乳化實驗對其乳化效果決定（HLB=1-40），也可以用公式進(jìn)行測算。以沒有親水基只有親油性的石蠟HLB=0，親水性較強(qiáng)的十二烷基磺酸鈉的HLB=40為標(biāo)準(zhǔn)。表面活性物質(zhì)的HLB值根據(jù)HLB值可以得知表面活性物質(zhì)的主要用途。HLB值范圍主要用途HLB值范圍主要用途1～3消泡劑12～15潤濕劑3～6油包水型（W/O）乳化劑13～15洗滌劑8～18水包油型（O/W）乳化劑15～18增溶劑HLB值范圍主要用途HLB值范圍主要用途1～3消泡劑12～15潤濕劑3～6油包水型（W/O）乳化劑13～15洗滌劑8～18水包油型（O/W）乳化劑15～18增溶劑國家綠色發(fā)展理念表面活性劑的生產(chǎn)和使用造成的環(huán)境問題也引起了廣泛關(guān)注。消泡劑乳化劑洗滌劑國家綠色發(fā)展理念綠色發(fā)展理念是新時期化學(xué)工業(yè)的發(fā)展的必然趨勢。近年來我國綠色表面活性技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展較快，部分產(chǎn)品已處于國際先進(jìn)水平。4.6.1膠體與分散系膠體與分散系牛奶豆?jié){膠體化學(xué)膠體化學(xué)研究的對象高度分散的多相系統(tǒng)一種物質(zhì)以或大或小的粒子分散在另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的分散系統(tǒng)。膠體化學(xué)引言冶金石油食品材料日用化工膠體化學(xué)引言工業(yè)農(nóng)業(yè)軍事生物與環(huán)境科學(xué)膠體化學(xué)引言英國科學(xué)家ThomasGraham首先提出晶體和膠體的概念溶膠凝膠滲析離漿膠體化學(xué)領(lǐng)域的實踐活動引言蔡倫造紙工藝陶器的燒制工藝用到了凝膠形成和晶粒生長。豆腐制作工藝引言陶器的燒制工藝用到了凝膠形成和晶粒生長。磨漿點漿機(jī)械分散法制備大豆蛋白溶膠、電解質(zhì)對膠體的聚沉形成凝膠。分散系統(tǒng)：把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系?；靖拍罘稚⑾到y(tǒng)：把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系。分散相被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)容納分散項的連續(xù)介質(zhì)舉例分散相：微小顆粒分散介質(zhì)：空氣霧分散相：蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等分散介質(zhì)：水牛奶舉例分散相：小水滴分散介質(zhì)：空氣云泡沫分散相：氣體分散介質(zhì)：液膜分類根據(jù)分散相粒子大小對分散系統(tǒng)的分類分散系統(tǒng)粒子線度實例主要特征分子分散<10-9m空氣、75%的消毒酒精、鹽水能透過濾紙與半透膜，擴(kuò)散速度快，超顯微鏡也看不見粗分散>10-7m牛奶、豆?jié){懸浮液和粉塵不能透過濾紙和半透膜，無擴(kuò)散能力；顯微鏡可見膠體分散10-9～10-7mAgI或Al(OH)3有色玻璃、霧能透過濾紙，不能透過半透膜；超顯微鏡可看到膠體系統(tǒng)可以按分散相和分散介質(zhì)的聚集狀態(tài)的不同進(jìn)行分類。常以分散介質(zhì)的相態(tài)命名。分散介質(zhì)分散相名稱實例液氣液固液溶膠肥皂泡沫含水原油，牛奶金溶膠、泥漿、油墨固氣液固固溶膠浮石，泡沫玻離珍珠某些合金，染色的塑料氣液固氣溶膠霧，油煙粉塵，煙根據(jù)聚集狀態(tài)分類分散相和分散介質(zhì)之間有明顯的相界面，分散相粒子會自動的聚集，從而和分散介質(zhì)的分開。分類粗分散系統(tǒng)熱力學(xué)不穩(wěn)定的多相分散系統(tǒng)分類分散介質(zhì)分散相名稱實例液氣液固液溶膠肥皂泡沫含水原油，牛奶金溶膠、泥漿、油墨固氣液固固溶膠浮石，泡沫玻離珍珠某些合金，染色的塑料氣液固氣溶膠霧，油煙粉塵，煙根據(jù)聚集狀態(tài)分類膠體的應(yīng)用實例膠體的具體應(yīng)用在人體中，生命基礎(chǔ)物質(zhì)蛋白質(zhì)、核酸等構(gòu)成的溶液都具有膠體的性質(zhì)；哺乳動物的乳汁是油脂和酪蛋白等物質(zhì)分散在水中所成的乳狀液；藥物制成乳狀液，具有易吸收、療效好的優(yōu)點；金溶膠分離免疫球蛋白。溶膠和其他分散系統(tǒng)的差異粒子大小不同；溶膠中離子構(gòu)造的復(fù)雜性。注意膠粒的構(gòu)造溶膠中膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜膠體處于不穩(wěn)定狀態(tài)化學(xué)4.6.2膠體的性質(zhì)膠體的性質(zhì)膠體與分散系光學(xué)性質(zhì)用一束光通過溶膠時，在入射光的側(cè)面可看到一個光柱，這種現(xiàn)象稱為丁鐸爾效應(yīng)。粒子常小于入射光的波長光學(xué)性質(zhì)丁鐸爾現(xiàn)象膠體溶液的光柱隨著觀察方向的不同而呈現(xiàn)不同的顏色。氯化銀、溴化銀迎著透射光紅黃色垂直于入射光藍(lán)色（丁鐸爾藍(lán)）作用：區(qū)別溶膠和真溶液。懸浮在水中的花粉不斷地做不規(guī)則折線運動布朗運動：膠粒在介質(zhì)中不斷地作不規(guī)